Тестирование видеокарт в демо-программе World of Tanks enCore RT с трассировкой лучей без аппаратного ускорения

Краткая информация об игре

  • Дата выхода демо-программы: 15 октября 2019 года
  • Жанр: онлайновый аркадный танковый симулятор
  • Издатель: Wargaming.net
  • Разработчик: Wargaming.net
Тестирование производительности видеокарт Nvidia GeForce в игре World of Tanks 1.0 на решениях компании Zotac

World of Tanks (WoT) — массовая многопользовательская игра в жанре аркадного танкового симулятора, разработанная белорусской компанией Wargaming.net. В основе игры лежат командные танковые сражения при общей бизнес-модели free-to-play, когда за скачивание и вход в игру платить не нужно, но в ней есть так называемая премиальная техника и некоторые другие преимущества для тех игроков, кто заплатит деньги. Идея игры возникла у разработчиков в конце 2008 года, анонс был сделан в апреле 2009 года, и окончательно игра World of Tanks появилась на публике 12 августа 2010 года и с тех пор постоянно обновляется. Мы уже писали о самом большом обновлении графической части игры полтора года назад — см. врезку.

Сразу скажем, что сегодня мы рассмотрим не обновление игры, как таковой, а очередную демонстрационную программу. Разработчики постепенно подготавливают игроков к тому, что будущие релизы World of Tanks будут поддерживать в том числе и тени, отрисованные с применением трассировки лучей, которая позволяет добиться более качественного и реалистичного результата. И чтобы проверить, как эта реализация будет работать на конкретных системах пользователей, Wargaming.net выпустили специальное приложение World of Tanks Encore RT.

Если говорить об игре вкратце, то игровой процесс в WoT основан на сражении двух команд, выступающих на танках разных наций и лет выпуска, в число которых входят и реально существующие танки и прототипы. Для победы командам нужно полностью уничтожить танки противника или захватить его базу, находясь на ней определенное время. В дальнейших обновлениях появились и другие режимы игры.

В игре есть рейтинговая система, отображающая статистику и достижения каждого игрока. Общение и координация действий игроков в бою осуществляется при помощи текстового или голосового чата. Историческую достоверность в World of Tanks стараются удерживать на достаточно высоком уровне, реализована в игре и сложная модель повреждений и разрушений.

Игру постоянно обновляют, улучшая в том числе и графический движок с немудреным названием Core. Он достаточно современен и технологичен для многопользовательских игр, использует улучшенное освещение с имитацией глобального освещения (GI — Global Illumination), поддерживает тесселяцию (ландшафт разбивается на полигоны, вершины которых модифицируются по картам смещения, также она используется и для динамической деформации водных поверхностей) и продвинутые эффекты, вроде отражений в экранном пространстве (Screen Space Reflection), дополнительно применяются различные постэффекты: bloom, lens flare, god rays, depth of field и другие.

Предыдущее большое обновление в виде версии 1.0, выпущенной в марте 2018 года, мы подробно рассматривали. То обновление визуальной части World of Tanks при помощи нового движка Core было весьма масштабным и существенно улучшило графику в игре. Одним из самых важных изменений стало внедрение физически корректных теней, при отрисовке которых используется технология Adaptive Shadow Mapping, рассчитывающая тени от неподвижных объектов и сохраняя их в карты теней (чтобы не перерисовывать все тени в динамике). А для всех подвижных объектов (танки и растительность) рассчитываются уже полностью динамические тени при помощи алгоритма Cascaded Shadow Mapping — тоже карт теней, только уже не статических.

Но этим дело не закончилось — разработчики продолжали улучшать движок. Например, в материале 2018 года мы критиковали недостаточную оптимизацию под многопоточные системы, и в обновлении 1.4 они добавили многопоточную отрисовку, дающую приличный прирост производительности на современных системах с многоядерными CPU. Было продолжено и внедрение новых графических технологий, в частности — для более качественной визуализации теней.

Реалистичный рендеринг теней при растеризации сделать очень непросто, и для этого за многие годы развития игровой графики было придумано множество хитрых хаков. В предыдущих версиях игры все динамические тени от техники использовали рендеринг в специальные карты теней. Как и любые другие текстуры, разрешение этих карт теней конечно и это приводит к множеству артефактов. Так, тени при близком расстоянии оказываются недостаточно детализированы, и по понятным причинам у них появляются неровные края с явной «лесенкой».

И даже если отфильтровать карты теней и сильно размыть границы, эффект полутени не получается похожим на реальность. Также очень часто тени «отрываются» от отбрасывающих их объектов, что тоже совсем не добавляет им реалистичности. А объекты без теней вообще выглядят летящими где-то высоко. Кроме того, на большом расстоянии делать реалистичные тени становится слишком накладно, и чаще всего их просто не отрисовывают вовсе или сильно снижают разрешение карт теней для них.

В случае WoT это стало заметно еще несколько лет назад, когда уровень детализации техники достиг если не фотореалистичности, то близкого к этому уровня. А вот тени на танках сразу же выдавали растеризацию со всеми ее проблемами. Конечно, можно увеличивать разрешение теней, улучшать их фильтрацию, внедрять хитрые хаки вроде частичной трассировки лучей, но все это полумеры, также приводящие к увеличению загрузки GPU.

Wargaming решили сделать тени, используя при этом модную сейчас трассировку лучей, которая позволяет создать очень реалистичные и физически корректные тени. Использование трассировки лучей помогло добиться рендеринга высококачественных теней, в том числе и мягких — с полутенью. Для того, чтобы наглядно показать разницу между различными техниками отрисовки теней, воспользуемся анимированными скриншотами, которые показывают, что карты теней неидеально справляются с работой: тени от некоторых объектов не отрисовываются вообще, границы теней нереалистичны и т. п.

Результат с трассировкой лучей получается явно лучше и реалистичнее, тени отбрасывают даже самые мелкие объекты, они не оторваны от поверхностей и имеют правильные границы тени и полутени. Вообще, трассировка уже много лет используется в графике, и проблема с ней есть только одна — это крайне ресурсоемкий метод, который требует тщательнейшей оптимизации.

При трассировке лучей выделяют три основные стадии, требовательные к расчетной мощности, и каждая из них может исполняться разными устройствами (CPU или GPU, например). Сначала нужно приготовить отрисовываемую сцену определенным образом — оптимизируя ее для трассировки, разбивая треугольники на специальные объемы по ступеням — BVH (bounding volume hierarchy). Применение BVH оптимизирует дальнейший процесс трассировки, упрощая поиск пересечений лучей с геометрией отрисовываемого объекта.

Второй этап — основной, в нем происходит запуск лучей и поиск их пересечений с геометрией (и заранее подготовленная структура BVH сильно ускоряет этот процесс), с его помощью и рассчитываются тени, освещение и отражения. Это всегда делается графическим процессором. Третий этап опциональный, но на данном этапе развития практически обязательный для получения максимально возможного качества — это шумоподавление, которое также всегда делается на GPU по понятным причинам.

Так вот, первая стадия (создание структур BVH) может быть выполнена как на GPU при помощи вычислительных шейдеров, так и на универсальных ядрах CPU. Несколько усложняет задачу то, что BVH нужно перестраивать при любом значительном изменении геометрии — те же гусеницы танка изгибаются, и требуют перестроения ускоряющих структур каждый кадр. Игры с поддержкой DXR на видеокартах с аппаратной поддержкой трассировки GeForce RTX используют ядра графического процессора и для создания ускоряющих структур BVH, а в WoT она делается не при помощи графического процессора, а использует все свободные ядра CPU.

В Wargaming решили загрузить простаивающие ядра CPU, ведь их количество в современных ПК растет и растет. Даже игры с хорошей многопоточной оптимизацией зачастую не могут загрузить работой топовые процессоры, и часть их ядер простаивает. А ведь у игроков в системах стоят уже не только восьми-, но и 12-ядерные Ryzen 9 3900X (совсем скоро появятся и 16-ядерные), и многие из ядер вообще простаивают. В этом, по сути — единственное отличие метода Wargaming, по сравнению с использованием DXR и ускорением на видеокартах GeForce RTX, которые создают BVH при помощи GPU.

Как нельзя кстати на помощь пришла компания Intel, предложив свой продукт — Intel Embree, как раз предназначенный для этого метода визуализации, ранее применяемый только в профессиональных сферах. Инженеры подразделения Intel Advanced Rendering помогли с его оптимизацией для игры WoT, а из-за ранее внедренной поддержки многопоточного рендеринга, это решение идеально подошло для Wargaming. Компания Intel анонсировала сотрудничество по внедрению трассировки лучей в WoT в середине сентября, а ранее компании совместно работали при оптимизации версии 1.4 под многоядерные системы.

Пакет Intel Embree входит в состав комплекта библиотек Intel One API и имеет множество возможностей, полезных при трассировке лучей, которые обычно используются для рендеринга не в реальном времени. Для оптимизации в коде библиотек применяются наборы инструкций SSE, AVX, AVX2 и AVX-512, алгоритм использует один луч на пиксель, но в совокупности с фильтром шумоподавления с временной компонентой получается качество примерно на уровне 8 лучей на пиксель.

Самое приятное, что библиотека компании Intel не требует применения именно их процессоров, а работает на любом современном CPU. Те же новые AMD Ryzen 3000-й серии с кучей вычислительных ядер и потоков отлично подходят для этой задачи.

Важно отметить, что тени с применением трассировки лучей отрисовываются не для всех объектов игры, а только для активной (не вышедшей из строя) техники: танков, самоходок и т. д. И все самые мелкие детали на их корпусах отбрасывают реалистичные тени от единственного источника света — солнца. Wargaming говорит, что гибридный рендеринг лишь начинает свой путь, и мягкие реалистичные тени — первая реализация, а в дальнейшем при помощи трассировки получится отрисовывать также и реалистичные отражения, объемный свет и глобальное освещение.

Многое из этого списка уже делается на GeForce RTX в других игровых проектах, но плюс WoT в том, что игрокам не требуется иметь видеокарту с поддержкой DXR, которые пока что есть только у Nvidia в линейке GeForce RTX, их реализация работает со всеми видеокартами, поддерживающими DirectX 11. Есть в этом и минус — отсутствие аппаратной поддержки ускорения приводит к несколько большему падению производительности, по сравнению с типичным применением RTX, но зато оно будет работать на всех более-менее современных GPU.

В теории, чем больше ядер у игрового процессора, тем быстрее будет проходить построение BVH-структур, но на практике общее время рендеринга в основном ограничено второй стадией, использующей вычислительные шейдеры на GPU. И хотя разработчики WoT утверждают, что потеря производительности при их подходе сравнима с тем, что получается в играх, использующих DXR, но по нашим наблюдениям дела обстоят несколько иначе — снижение производительности при включении трассировки с использованием DXR обычно получается все же поменьше, если говорить о схожей нагрузке. Впрочем, если частота кадров с новыми тенями в WoT получается слишком низкой, то всегда можно трассировку лучей выключить вообще, и тогда новый движок ничем не будет отличаться от предыдущей версии.

Системные требования

Для игры World of Tanks с применением трассировки лучей озвучены такие же системные требования, что и для предыдущих версий, так как трассировка не входит в список обязательных технологий. Но так как минимальные требования слишком низки, как и просто рекомендуемые для этой игры, мы приведем лишь рекомендуемые для настроек «Ультра» — они ближе всего к тому, что вам потребуется для включения продвинутых RT-теней.

Рекомендуемые системные требования режима «Ультра»:

  • центральный процессор Intel Core i5-7400 или AMD Ryzen 5 1500X;
  • оперативная память объемом 8 ГБ;
  • видеокарта Nvidia GeForce GTX 1050 Ti или AMD Radeon RX 570;
  • видеопамять объемом 4 ГБ;
  • свободное место на накопителе 62 ГБ;
  • 64-битная операционная система Microsoft Windows 7/8/10;
  • широкополосное подключение к интернету.

Какое-то время назад Wargaming отказалась от поддержки старых операционных систем, да и для включения трассировки вам понадобится поддержка DirectX 11, так что игре нужна просто более-менее современная версия операционной системы компании Microsoft. Крайне желательно (а для высоких настроек практически обязательно) также использование 64-битной версии операционной системы, чтобы можно было выйти за ограничение в 2 ГБ используемой оперативной памяти на процесс в 32-битных версиях ОС.

С учетом ультра-настроек, рекомендованные требования к аппаратному обеспечению близки к типичным для современных игр. Для игры рекомендуется 8 ГБ оперативной памяти и наличие достаточно новой модели видеокарты с 4 ГБ видеопамяти. С точки зрения центрального процессора системы, рекомендуемые требования также вполне адекватны современным реалиям — подойдет хороший четырехъядерный CPU, что типично для большинства нынешних проектов. Конечно, World of Tanks не обязательно использовать при самых высоких графических настройках, можно выбрать и куда более демократичные параметры, но мы обычно рассматриваем максимальный уровень качества.

Тестовая конфигурация и методика тестирования

  • Компьютер на базе процессора AMD Ryzen:
    • процессор AMD Ryzen 7 1700 (3,8 ГГц);
    • система охлаждения Noctua NH-U12S SE-AM4;
    • системная плата MSI X370 XPower Gaming Titanium (AMD X370);
    • оперативная память GeIL Evo X DDR4-3200 (16 ГБ);
    • накопитель SSD Corsair Force LE (480 ГБ);
    • блок питания Corsair RM850i (850 Вт);
  • операционная система Windows 10 Pro (64-бит);
  • монитор Samsung U28D590D (28″, 3840×2160);
  • драйверы Nvidia версии 436.48 WHQL (от 1 октября);
  • драйверы AMD версии Adrenalin 2019 Edition 19.10.1 (от 7 октября);
  • утилита MSI Afterburner 4.6.1
  • Список протестированных видеокарт:
    • Sapphire Radeon RX 580 8 ГБ
    • Zotac GeForce GTX 1060 Amp! 6 ГБ
    • Zotac GeForce GTX 1070 Amp 8 ГБ
    • Zotac GeForce GTX 1080 Ti Amp 11 ГБ
    • Zotac GeForce RTX 2080 Ti Amp 11 ГБ

Игра не входит в программы технической и маркетинговой поддержки AMD и Nvidia и не использует никаких специфических алгоритмов этих компаний, которые предпочтительны для исполнения на соответствующих решениях. Разработчикам помогала при оптимизации компания Intel, но не с точки зрения графических процессоров. Для проверки мы использовали последние на момент тестирования версии драйверов, включающих оптимизации под все свежие релизы.

Для тестов мы использовали исключительно выпущенную отдельно демонстрационную программу графического движка под названием World of Tanks enCore RT — она позволяет получить представление о том, насколько комфортно будет играть на конкретной системе в будущую версию игры World of Tanks, основанную на движке Core и использующую трассировку лучей для рендеринга теней от техники.

Как и прошлая версия WoT enCore, обновленная программа предлагает три профиля качества: «Минимальное», «Среднее» и «Ультра». Разрешение можно изменять отдельно от профилей настроек, также можно дополнительно выбрать качество сглаживания и теней, включая различные варианты с трассировкой лучей. Увы, в бенчмарке не дают изменить остальные графические настройки, хотя сама игра World of Tanks предлагает широчайший выбор настроек графики.

Еще одним минусом для тестирования является то, что World of Tanks enCore RT не показывает частоту кадров вообще, а только оценивает производительность ПК в баллах и присуждает некий рейтинг, позволяющий оценить достаточность производительности и дать возможность сравнения результатов. На наш взгляд, система оценки принята крайне мягкая, и даже при «средней» оценке FPS в игре может не быть достаточно высоким — например, соответствовать средней частоте кадров в 22 FPS, и играть при этом будет практически невозможно. Так что нужно относиться к выставляемым тестом рейтингам с большой осторожностью.

Впрочем, бенчмарк записывает некоторые данные, включая средний FPS, в файл benchmark_score.txt, находящийся в корне своего каталога, так что всегда можно воспользоваться этими значениями, ну или просто запустить параллельно специализированную утилиту. Для нас куда привычнее оценка в виде средней и минимальной частоты кадров в секунду, которые мы и решили измерять в ходе тестирования при помощи утилиты MSI Afterburner.

Полученная частота кадров в тесте лишь примерно соответствует тому, что будет наблюдаться при типичной игре, но отдельный бенчмарк хорош уже тем, что в нем можно получить очень высокую повторяемость результатов, а выбранные сцены включают большие открытые пространства с наличием нескольких сражающихся танков и присутствием множества спецэффектов, загружающих работой как CPU, так и GPU.

Мы прогнали тестовый фрагмент с выводом на экран статистики использования ресурсов центрального и графического процессоров. Загрузка CPU в процессе тестирования в среднем составила около 10%-20%, что довольно мало. Причем, в отличие от версии 1.0, этот тест загружает работой ядра CPU уже более равномерно, и производительность даже при использовании мощных видеокарт редко упиралась в скорость единственного ядра CPU. В любом случае, частота кадров оказывается достаточно высокой для комфорта, а для нормальной работы игре может хватить и быстрых двухъядерных процессоров с поддержкой многопоточности, и совершенно точно хватит хороших четырехъядерников.

RT «Отключено»
RT «Ультра»

Соответственно, графический процессор топового уровня GeForce RTX 2080 Ti в бенчмарке был загружен работой на 95%-97% при ультра-настройках и 4K-разрешении, что также говорит о почти полном отсутствии упора в возможности CPU. Возможно, процессор с меньшим количеством ядер и высокой тактовой частотой справится с игрой, но очень желательно иметь хотя бы четыре потока, судя по графикам, представленным выше.

В своих тестах мы измеряем не только среднюю, но и минимальную частоту кадров, так как от нее зависит и стабильность видеоряда, и общий комфорт для игрока. По средней и минимальной частоте кадров из нашего теста вполне можно сделать выводы об общей плавности и комфортности. Обычно играть в подобные сетевые игры можно при минимальной частоте кадров 30 FPS и средней 40-45 FPS, но это лишь самый минимум. Из-за многопользовательского жанра и направленности на очень быструю и точную стрельбу, в этой игре желательна максимальная производительность — хорошо, если частота кадров не будет снижаться менее 60 кадров в секунду.

Если говорить об использовании видеопамяти бенчмарком World of Tanks с трассировкой лучей, то она чуть выше, чем у релизной игры, которая не является особо требовательной к объему локальной памяти GPU, хотя это и зависит от графических настроек и разрешения экрана. В enCore RT при ультра-настройках и тенях в 4K-разрешении используется не более 6 ГБ памяти (то есть, GeForce GTX 1060 и GTX 1660 с 6 ГБ памяти отлично подойдут). А в меньшем разрешении хватит и рекомендованных 4 ГБ VRAM. Потребление ОЗУ всей системой при таких же настройках составляет менее 8 ГБ, так что рекомендации по конфигурации ПК вполне соответствуют истине.

Графические настройки в игре

Графические настройки в современных версиях игры World of Tanks изменяются в меню, которое можно вызвать в том числе и во время игрового процесса. Изменение всех графических настроек (кроме смены типа графики: «Стандартная» или «Улучшенная») приводится в действие сразу же и не требует перезапуска игры, что очень удобно при настройке качества рендеринга и позволяет сразу же оценить внесенные изменения на лету.

Как и всегда, лучше всего настраивать качество рендеринга и итоговую производительность под свои требования, основываясь на собственных ощущениях. Влияние некоторых параметров на получаемое в итоге качество картинки в игре не всегда заметно, тем более на скриншотах. По видеороликам несколько легче отметить разное качество рендеринга, соответствующее отличающимся уровням графических настроек, но тоже не всегда просто. В этот раз мы покажем в динамике лишь разницу между обычными тенями и тенями, отрисованными с применением трассировки лучей.

Трассировка лучей отключена:

Трассировка лучей включена («Ультра»):

Разница в качестве теней тут может и не бросается в глаза, но она точно видна практически всегда, когда на первом плане кадра присутствует военная техника. Трассированные тени выглядят гораздо реалистичнее и качественнее. Так как мы сегодня рассматриваем исключительно демо-программу с бенчмарком enCore RT, то не имеем возможности тонкой настройки остальных параметров, да и они в этой программе несколько отличаются от игровых.

Кроме выбора профиля качества из трех, нам дают лишь изменить разрешение рендеринга, выбрать тип сглаживания и один из трех уровней качества теней, выполненных с применением трассировки лучей (ну или не включать их вовсе). Для теней с трассировкой лучей есть четыре возможные опции:

  • Отключено — тени отрисовываются при помощи растеризации, используя карты теней, как и в предыдущих версиях игры.
  • Высоко — самый простой вариант трассированных теней, когда тени реалистичны, но они исключительно резкие и контрастные, без каких-либо полутеней.
  • Максимум — эта настройка дает уже физически корректные мягкие тени с полутенью, которая размывается в зависимости от расстояния между объектами. В данном варианте тени выглядят слишком шумно потому, что при их отрисовке рассчитывается лишь один луч на пиксель.
  • Ультра — максимально возможное в игре качество теней, которые рассчитываются так как предыдущие, но дополнительно используется продвинутый фильтр шумоподавления, который и сглаживает тени.
RT Отключено
RT Высоко
RT Максимум
RT Ультра

Неудивительно, что частота кадров в бенчмарке очень сильно зависит от разрешения рендеринга и выбранного уровня качества отрисовки теней. Проведенный нами экспресс-тест показал, что на видеокарте GeForce RTX 2080 Ti при максимальных настройках в 4K-разрешении с отключенными RT-тенями получается 104 FPS в среднем, а вот включенные ультра-тени уже дают лишь 68 кадров в секунду:

 MinAvg
RT «Отключено»68104
RT «Высоко»5482
RT «Максимум»4975
RT «Ультра»4668

Падение производительности весьма приличное даже для самого простого варианта, а для самого качественного оно вообще составляет порядка 50%. Так что включать трассировку лучей в игре будут лишь самые большие энтузиасты 3D-графики, которым крайне важна качественная картинка. Все остальные вряд ли заинтересуются возможностью чуть улучшить графику за счет таких потерь в плавности и комфорте. Ведь даже топовой GeForce RTX 2080 Ti недостаточно для достижения 60 FPS в 4K-разрешении!

Есть еще одна настройка, которую нам дают изменить в бенчмарке — это «Сглаживание», которое помогает избавиться от резких краев полигонов и текстур. В игре используются разные алгоритмы сглаживания: «Высоко» — FXAA, «Максимум» — Temporal Supersampling Antialiasing Low Quality (TSSAA) низкого качества и «Ультра» — TSSAA высокого качества.

Все алгоритмы сглаживания используют методы постобработки и не слишком сильно просаживают производительность современных GPU, поэтому лучше оставить сглаживание включенным. TSSAA использует временну́ю компоненту и может показаться кому-то излишне замыливающим картинку, но это — исключительно дело вкуса. При выборе качества теней при помощи трассировки лучей, начиная с уровня «Максимум», всегда используется только режим максимально возможного качества TSSAA HQ.

Тестирование производительности

Мы провели небольшое тестирование производительности нескольких видеокарт, принадлежащих к разным ценовым диапазонам и поколениям графических процессоров. При тестировании мы использовали три самых распространенных разрешения экрана: 1920×1080, 2560×1440 и 3840×2160, а также все четыре варианта настройки использования трассировки лучей при рендеринге теней. Все остальное в WoT мы протестировали еще полтора года назад.

Настройки ниже максимального уровня нет смысла рассматривать, так как видеокарты уровня GeForce GTX 1060 и Radeon RX 580 легко с ними справляются даже с применением трассировки лучей. Зато мы проверяем режим максимального качества, как наиболее востребованный вариант настроек в среде игровых энтузиастов. Рассмотрим сначала самое популярное Full HD-разрешение.

Разрешение 1920×1080 (Full HD)

Хорошо видно, что обновленный бенчмарк World of Tanks в режиме максимальных настроек в Full HD-разрешении уже практически не упирается в мощность CPU, так как даже топовая RTX 2080 Ti оторвалась от GTX 1080 Ti. Тест пока что нельзя назвать сверхтребовательным к видеокартам, ведь даже на GeForce GTX 1060 и Radeon RX 580 вполне можно играть с трассировкой лучей, хоть и без особого удовольствия. Интересно, что видеокарта Nvidia оказалась явно быстрее Radeon, особенно с включенной трассировкой.

А с отключенной трассировкой лучей указанные выше модели показали не просто приемлемую скорость рендеринга, а значительно больше, чем даже идеальные 60 FPS — без падения частоты кадров ниже этой отметки. Минимальный FPS у слабейшего из протестированных нами GPU превысил 60 кадров в секунду, что обеспечит практически максимальный комфорт при игре.

Более мощные видеокарты справились с условиями еще легче, GeForce GTX 1070 даже с трассировкой лучей показала результат с минимальными значениями выше 60 FPS, что даст игрокам почти максимальный комфорт. А вот владельцам мониторов с частотой обновления в 100—144 Гц и выше лучше будет приобрести GTX 1080 Ti или даже RTX 2080 Ti. Посмотрим, что изменится при повышении разрешения?

Разрешение 2560×1440 (WQHD)

При установке более высокого разрешения рендеринга 2560×1440 нагрузка на GPU явно выросла, и если по средней частоте кадров GTX 1080 Ti еще близка к RTX 2080 Ti, то по минимальной Turing уже отрывается куда сильнее. Частота кадров в целом снизилась, так как при высоком разрешении нужен высокий филлрейт, ровно то же самое касается и трассировки лучей — количество пикселей выросло, а вместе с ним и количество рассчитываемых лучей.

Самой слабой видеокартой снова оказалась Radeon RX 580, она прилично проиграла своей сопернице в лице GeForce GTX 1060, особенно в режимах с включенной трассировкой лучей. Увы, эти модели при выбранном разрешении смогли справиться с задачей обеспечения хотя бы минимального комфорта лишь при обычных тенях, а включение трассированных теней на них в этих условиях можно рекомендовать лишь для ознакомительных целей, так как играть в таких режимах не получится, лаг между нажатием клавиш управления и реальным действием на экране будет большим, и лучше будет снизить настройки теней до обычных.

Остальные решения обеспечивают отличный комфорт и при повышенном разрешении, хотя GeForce GTX 1070 не смогла показать 60 FPS как минимум при включении RT-теней, а GTX 1080 Ti обеспечивает такую производительность не при самом высоком их качестве. Лишь топовая современная RTX 2080 Ti дает более 100 FPS во всех режимах, и идеально подойдет к применению вместе с мониторами, имеющими частоту обновления в 100—144 Гц.

Разрешение 3840×2160 (UHD)

Падение скорости при переходе к 4K-разрешению оказалось крайне большим. Оно и понятно, ведь количество пикселей увеличилось вчетверо, по сравнению с Full HD. Производительности GeForce GTX 1060 и Radeon RX 580 в таких условиях не хватает и для обеспечения минимального комфорта, ведь средний уровень частоты кадров получился 34-36 FPS при минимальных 23-24 FPS — игра будет очень некомфортной, и даже нетребовательные игроки не смогут так играть, по крайней мере результативно. А для достижения 60 FPS им придется серьезно снижать многие из настроек.

Ни о какой трассировке в этом случае речи уже не идет, конечно же. Как не справились с ней и GeForce GTX 1070 и даже GTX 1080 Ti. С обычными тенями первая дает лишь минимальный комфорт, а вторая близка к стабильным 60 FPS, но трассировка лучей легко ставит ее на колени — хоть как-то попробовать поиграть на GTX 1080 Ti можно лишь с самыми простыми RT-тенями.

А вот топовая RTX 2080 Ti почти справляется с задачей достижения стабильных 60 FPS без падений ниже этой отметки, хоть и снова с самыми простыми «резкими» трассированными тенями. Уж слишком велика их «цена», особенно для самых качественных мягких теней с применением шумоподавления. В общем-то, при средней частоте кадров в 68-82 FPS при падениях до 46-54 FPS даже поиграть можно, но это точно не идеальный комфортный уровень. Так что в разрешении 4K при максимальном качестве с трассированными тенями в сетевых сражениях делать нечего.

Заключение

Трассировка лучей в реальном времени стала применимой с момента выхода видеокарт Nvidia GeForce RTX. Эти графические процессоры содержат специализированные RT-ядра, ускоряющие процесс трассировки лучей, уже использующейся в некоторых играх для отрисовки качественных реалистичных теней, отражений и освещения при помощи нового API для трассировки — DXR. Такие же возможности начали внедрять и чисто программными методами, без применения аппаратного ускорения. Сначала разработчики из Crytek показали демонстрационную программу с расчетом отражений, применяющую трассировку лучей и не использующую DXR, а совсем недавно и компания Wargaming присоединилась к ним с трассированными тенями — технологическую демонстрацию обновленного движка можно скачать, хотя пока что непонятно, когда эти возможности попадут в релиз.

Тени в демо WoT получились отличными, по сравнению с результатом растеризационных «хаков» они рисуются от всех мельчайших деталей, имеют реалистичную полутень и не изобилуют артефактами так, как это делают порой карты теней. Но нужно понимать, что трассировка лучей в World of Tanks все же заметно проще того, что мы уже видели в некоторых играх с поддержкой DXR на видеокартах GeForce RTX. В WoT трассировка пока что планируется к использованию исключительно для отрисовки теней, да и то — лишь от военной техники, а не всего мира, тогда как в наиболее продвинутой в этом смысле (если не брать Quake RTX с полноценным path tracing) игре Control трассировка используется для отрисовки и теней, и отражений и глобального освещения. Хотя сравнивать игру в помещениях и на больших открытых пространствах тоже не совсем правильно.

Но даже при всех ограничениях RT-теней в WoT теряется довольно много производительности (порядка 40%-50%) при том, что тени довольно простые, источник света всего один и достаточно маленький (сильно удаленный), что упрощает расчеты. Если бы источников света было бы больше, или тот единственный был бы ближе, к примеру, то и потери при включении мягких теней стали бы еще больше. Есть подозрение, что с использованием DXR и GeForce RTX подобные тени «стоили» бы гораздо меньше. В общем, показанное разработчиками из Wargaming очень интересно и полезно, но с виденным ранее результатом работы RTX/DXR сравнивать все же нет смысла.

Но довольно интересно, что видеокарты Nvidia оказались быстрее в этой демо-программе по сравнению с решениями AMD, и это при том, что никакого аппаратного ускорения тут не используется. GeForce GTX 1060 даже в ультра-режиме оказался быстрее Radeon RX 580 в режиме всего лишь высокого качества, это касается и средних значений FPS и минимальных значений. Возможно, дело в недостатке программной оптимизации в драйверах AMD, но также вполне возможно и то, что решения Nvidia в принципе лучше подходят для трассировки лучей — даже без ее аппаратного ускорения.

Главный же вывод тестирования таков: даже относительно простая трассировка лучей при отрисовке теней весьма требовательна к ресурсам. Самое низкое качество с жесткими тенями приводит к большой потере в производительности от 20% до 40%, не говоря уже об ультра-качестве теней, которые приносят падение FPS еще на 15%-20%. Разница между отключенными и включенными трассированными тенями составляет порядка 35%-50%, в зависимости от производителя GPU и разрешения. С включенной трассировкой требования к мощности GPU серьезно возрастают, и для 4K подойдут лишь топовые видеокарты вроде GeForce RTX 2080 Ti. Стоят ли эти тени такого падения производительности — решать вам.

По всему остальному можно уверенно сказать, что игра очень хорошо оптимизирована. В последних версиях у нас не осталось никаких нареканий на поддержку многопоточных центральных процессоров, да и оптимизация работы графических процессоров выполнена отлично. При условии реалистичной графики и использовании новых графических алгоритмов и техник (кроме трассировки лучей) игра не требует большого объема локальной видеопамяти, а требования к вычислительной мощности GPU предъявляет весьма демократичные: достаточно даже уровня GeForce GTX 1060 и Radeon RX 580. Эти модели показали неплохую производительность даже в разрешении 2560×1440, не говоря о Full HD, хотя идеальную плавность во всех условиях (без RT-теней) дадут лишь решения уровня GeForce GTX 1070 и выше.

Для комфортной игры в будущую версию World of Tanks с трассировкой лучей будет нужен как минимум двухъядерный процессор с поддержкой многопоточности, а еще лучше — быстрый CPU с четырьмя ядрами. Забавно, что на практике в этом бенчмарке процессоры AMD выглядят лучше решений Intel. Если использовать лучшие из имеющихся моделей CPU двух компаний, то быстрейший Ryzen чуть опережает лучший процессор Intel. Однако касается это не только и не столько трассировки лучей: просто движок Core хорошо оптимизирован под многоядерные CPU, а ядер у процессоров AMD больше.

Благодарим компании, предоставившие программное и аппаратное обеспечение для тестирования:
Zotac International и лично Robert Wislowski
AMD Russia и лично Ивана Мазнева